一种新型风力发电塔及其施工方法与流程

1.本发明涉及风力发电设施领域，具体的说是涉及一种新型风力发电塔及其施工方法。


背景技术：

2.随着风电行业技术不断发展，风机的功率越来越大，风机塔架的安装高度也越来越高。而随着风机塔架高度的增加，其制造安装的难度及成本也在以几何级数在增加，且可用的吊车也更加难以寻找，故此在迫切的提升塔架高度以及降低成本的需求下，目前常规的塔筒及吊装方式已经不能满足行业需求了。


技术实现要素：

3.针对背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种新型风力发电塔及其施工方法。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
5.一种新型风力发电塔，包含由下至上依次设置的下部空间型塔架、上部直筒段及上部风力机组，在所述下部空间型塔架顶部设置有用于连接下部空间型塔架、上部直筒段及自提升装置的中间转换段，在所述中间转换段及下部空间型塔架中部设置有能让上部直筒段垂直通行的自提升通道。
6.进一步，在所述中间转换段上部还设置有若干个中间转换段斜撑，且所述的若干中间转换段斜撑呈环形分设在所述上部直筒段底部四周，并用于连接所述上部直筒段与中间转换段。
7.进一步，所述中间转换段包含一个中间平台及分设在所述中间平台四周的若干个中间平台连接件；其中，每个中间平台连接件均包含一个用于与中间平台相连的平台连接筒，在每个平台连接筒的下部均设置有两个用于与下部空间型塔架相连的支腿连接件，在每个平台连接筒的上部均设置有一个用于与中间转换段斜撑相连的斜撑连接件及一个用于与自提升装置相连的自提升装置连接件。
8.进一步，所述下部空间型塔架包含若干呈倒人字形设置的塔架支腿，且每个倒人字形的塔架支腿均包含两个塔架柱；其中，每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱的下部相交汇在一起、并对应与一个塔架基座相连；每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱的上部相互分离、并分别与各自相邻的一个倒人字形塔架支腿中的一个塔架柱上部相交汇在一起，且每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱的上部还分别与各自相邻的一个中间平台连接件中的一个支腿连接件相连。
9.进一步，在每个所述倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱之间从下至上还间隔设置有若干个长度呈递增的拉梁a，在相邻两个倒人字形的塔架支腿之间从下至上还间隔设置有若干个长度呈递减的拉梁b。
10.进一步，所述自提升装置包含自提升支架及设置在所述自提升支架上部的若干个
自提升驱动装置及若干个自提升起吊装置，所述自提升支架对应与所述中间转换段上设有的若干自提升装置安装件相连，每个所述自提升驱动装置均对应与一个自提升起吊装置相连，并用于驱动与之相连的自提升起吊装置沿着自提升支架的高度方向进行上、下来回升降运动。
11.进一步，所述自提升支架包含若干个支架立柱及若干个支架横梁，所述的若干个支架横梁均对应设置在所述的若干个支架立柱上部，并且每个支架横梁对应与两个相邻的支架立柱上部相固接，每个支架立柱下部对应与一个自提升装置安装件相连。
12.进一步，在每相邻两个支架立柱之间均还设置有两个呈交叉设置的支架斜撑，且每个支架斜撑的上端同与之相对应的两相邻支架立柱中的一个支架立柱上端固定连接，下端同与之相对应的两相邻支架立柱中的另一个支架立柱下端固定连接。
13.进一步，在每相邻两个支架横梁之间均还设置有一个支架连梁，在每个支架连梁下部均对应设置着一个自提升驱动装置及一个自提升起吊装置，在每个支架连梁的内侧均设置有一个弹簧限位器。
14.一种新型风机发电塔施工方法，用于上述新型风机发电塔的施工，其包含如下步骤：
15.s1、在地面设置好塔筒基座，并将上部直筒段预装在塔筒基座上；
16.s2、在步骤s1设置好的塔筒基座四周，设置好相应数量的塔架基座，并在塔架基座上且围绕步骤s1预装好的上部直筒段四周，从下至上依次搭建相应的下部空间型塔架及中间转换段；
17.s3、在地面组装好用于提升上部直筒段的自提升装置，并将组装好的自提升装置吊装到步骤s2中已经搭建好的中间转换段顶部，并使自提升装置与中间转换段顶部固定好；
18.s4、在地面组装好上部风力机组，并将组装好的上部风力机组吊装到步骤s1中已经预装好的上部直筒段顶部，并使上部风力机组与上部直筒段顶部固定好；
19.s5、将自提升装置与上部直筒段底部连接好；
20.s6、启动自提升装置，让自提升装置带动整个上部直筒段与上部风力机组沿着下部空间型塔架及中间转换段中间设置的自提升通道一起向上提升至下部空间型塔架顶部，并使得上部直筒段底部与中间转换段固定好；
21.s7、拆除自提升装置及塔筒基座，并将自提升装置)吊装至地面，完成权利要求1中所述新型风机发电塔的施工。
22.与现有技术相比，本发明的优点是：(1)免去了风力发电塔架及风力机组在超高高度的起吊安装，减少了起吊安装难度及起吊安装费用；(2)自提升装置固定在塔架自身上，简化了提升装置，并省去了提升装置拉索的额外固定部分。
附图说明
23.图1为本发明新型风力发电塔的实施例结构示意图；
24.图2为图1中a节点放大图；
25.图3至图8为本发明新型风力发电塔实施例的施工步骤图；
26.图9为图5中风力发电塔实施例旋转45
°
时的俯视图；
27.图10为自提升装置的实施例结构示意图；
28.图11为图6的局部放大图；
29.图12为图7的局部放大图；
30.图13为风力发电塔的上部直筒段与中间转换段的中间平台及中间转换段斜撑连接的示意简图；
31.附图标记说明：1、下部空间型塔架；11、塔架柱；112、连a；113、连梁b；2、中间转换段；21、中间平台；22、中间平台连接件；221、平台连接筒；222、支腿连接件；223、斜撑连接件；224、自提升装置安装件；3、中间转换段斜撑；4、上部直筒段；5、上部风力机组；6、自提升装置；51、自提升支架；611、支架立柱；612、支架横梁；613、支架斜撑；614、支架连梁；62、自提升驱动装置；63、自提升起吊装置；64、弹簧限位器；7、塔筒基座；8、塔架基座。
具体实施方式
32.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明是如何实施的。
33.参阅图1、图10和图11所示，本发明提供的一种新型风力发电塔，其包含由下至上依次设置的下部空间型塔架1、上部直筒段4及上部风力机组5；其中，在下部空间型塔架1顶部还设置有用于连接下部空间型塔架1、上部直筒段4及自提升装置6的中间转换段2，在中间转换段2及下部空间型塔架1中部设置有能让上部直筒段3垂直通行的自提升通道。
34.作为本发明进一步的改进方案：参阅图2所示，在中间转换段2上部还设置有若干个中间转换段斜撑3，且这若干个中间转换段斜撑3呈环形分设在上部直筒段4底部四周，并分别与上部直筒段4与中间转换段2相连接固定(例如：螺栓固定)。设置这些中间转换段斜撑3的目的是为了增加上部直筒段4与下部空间型塔架1连接的稳固性，防止其发生倾覆倒塌。
35.具体地说，作为本发明新型风力发电塔中中间转换段2的一种实施例：参阅图2所示，所述中间转换段2包含一个中间平台21及分设在中间平台21四周的若干个中间平台连接件22；更具体地说，其中的每个中间平台连接件22均包含一个用于与中间平台21相连的平台连接筒221，在每个平台连接筒221的下部均设置有两个用于与下部空间型塔架1相连的支腿连接件222，在每个平台连接筒221的上部均设置有一个用于与中间转换段斜撑3相连的斜撑连接件223及一个用于与自提升装置6相连的自提升装置连接件224。
36.具体地说，作为本发明新型风力发电塔中下部空间型塔架1的一种实施例：参阅图1所示，所述下部空间型塔架1包含若干个呈倒人字形设置的塔架支腿，每个倒人字形的塔架支腿包含两个塔架柱11，且每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱11的下部交汇在一起、并对应与一个塔架基座8连接固定，每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱11的上部相互分离、并分别与各自相邻的一个倒人字形塔架支腿中的一个塔架柱11上部相交汇在一起；且每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱11上部还分别与各自相连的一个中间平台连接件22中的一个支腿连接件222螺栓连接。更具体地说，参阅图9所示，在每个倒人字形的塔架支腿所包含的两个塔架柱11之间从下至上间隔还设置有若干个长度呈递增的连梁a112，在相邻两个倒人字形的塔架支腿之间从下至上还间隔设置有若干个长度呈递减的连梁b113。
37.具体地说，作为本发明新型风力发电塔中用于提升上部直筒段4及上部风力机组5的自提升装置6一种实施例：参阅图10所示，所述自提升装置6包含一个自提升支架61及设置在自提升支架61上部的若干个自提升驱动装置62及若干个自提升起吊装置63；其中，自提升支架61对应与中间转换段2上设有的若干自提升装置安装件224相连，每个自提升驱动装置62均对应与一个自提升起吊装置63相连，用于驱动与之相连的自提升起吊装置63沿着自提升支架61的高度方向进行上、下来回升降运动。
38.更具体地说，在本自提升装置实施例中，参阅图10所示，自提升支架61包含若干个支架立柱511及若干个支架横梁612，若干个支架横梁612对应设置在若干个支架立柱611上部，并且每个支架横梁612对应与两个相邻的支架立柱611上部相固接，每个支架立柱611下部对应与一个自提升装置安装件224相连。
39.更具体地说，在本自提升装置实施例中，参阅图10所示，在每相邻两个支架立柱611之间均还设置有两个呈交叉设置的支架斜撑613，且每个支架斜撑613的上端同与之相对应的两相邻支架立柱611中的一个支架立柱611上端固定连接，下端同与之相对应的两相邻支架立柱611中的另一个支架立柱611下端固定连接。
40.更具体地说，在本自提升装置实施例中，参阅图10所示，在每相邻两个支架横梁612之间均还设置有一个支架连梁614，且在每个支架连梁614下部均对应设置着一个自提升驱动装置62及一个自提升起吊装置63；其中，自提升驱动装置62优选为卷扬机，自提升起吊装置63优选为与卷扬机相配套使用的滑轮组与吊索。
41.更具体地说，在本自提升装置实施例中，参阅图10所示，在每个支架连梁614的内侧均设置有一个弹簧限位器64；参阅图11和图12所示，此弹簧限位器64用于支撑待安装的风力发电塔的上部直筒段4，以防上部直筒段4在自提升过程中发生前、后、左、右晃动，进而引发坍塌的事故。
42.本发明提供的一种新型风机发电塔施工方法，其具体是用于进行本发明新型风机发电塔的施工，其具体施工步骤如下：
43.第一步、先在地面设置好塔筒基座7，然后再在塔筒基座7上预装好上部直筒段4，参阅图3所示；具体地说，在本步骤中，上部直筒段4与塔筒基座7之间是通过螺栓固定的，在后面提升上部直筒段4时，上部直筒段4与塔筒基座7之间是可以拆卸的。
44.第二步、在设置好的塔筒基座7四周设置好相应数量的塔架基座8，并在塔架基座8上且围绕已经预装好的上部直筒段4四周，从下至上依次搭建相应的下部空间型塔架1及中间转换段2，参阅图4所示；
45.第三步、在地面组装好用于提升上部直筒段4的自提升装置6，并将组装好的自提升装置6吊装到已经搭建好的下部空间型塔架1及中间转换段2顶部，并使自提升装置6与中间转换段2顶部固定好，参阅图5所示；
46.第四步、在地面组装好上部风力机组5，并将组装好的上部风力机组5吊装到已经预装好的上部直筒段4顶部，并使上部风力机组5与上部直筒段4顶部固定好，参阅图6所示；
47.第五步、将自提升装置6与上部直筒段4底部连接好，并启动自提升装置6工作，让自提升装置6带动整个上部直筒段4与上部风力机组5一起沿着下部空间型塔架1及中间转换段2中间设置的自提升通道向上提升至下部空间型塔架1顶部，随后先通过中间转换段斜撑3将上部直筒段4下部与中间转换段2连接固定好(其中，中间转换段斜撑3与上部直筒段4
及中间转换段2之间均是通过螺栓连接的)，然后再通过螺栓将上部直筒段4底部与中间转换段2的中间平台21固定好，参阅图7和图12所示。其中，上部直筒段4在与中间转换段2的中间平台21连接时，上部直筒段4的底部是位于中间平台21下部的，参阅图13所示。
48.第七步、拆除自提升装置6及塔筒基座7，并将自提升装置6吊装至地面，完成本发明提供的新型风机发电塔的施工，参阅图8所示。
49.本发明提供的新型风机发电塔，其具体是通过在现有风力发电塔的中间转换段2上设置相应的自提升装置安装件224，使自提升装置6通过自提升装置安装件224固定在塔架自身上，然后利用自提升装置6来实现对上部直筒段4与上部风力机组5自提升操作。
50.本发明的优点是：不仅大大简化了提升装置的结构，还省去了提升装置拉索的额外固定部分，大大降低了风机塔架的安装难度及安装费用。
51.最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。